Видимое годовое движение солнца на небесной сфере
Истинное движение Земли — Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере — Небесный экватор и плоскость эклиптики — Экваториальные координаты Солнца в течение года
Истинное движение Земли
Чтобы понять принцип видимого движения Солнца и других светил на небесной сфере, рассмотрим сперва истинное движение Земли. Земля является одной из планет солнечной системы. Она непрерывно вращается вокруг своей оси.
Период вращения ее равен одним суткам, поэтому наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что все небесные светила обращаются вокруг Земли с востока на запад с тем же периодом.
Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты
Но Земля не только вращается вокруг своей оси, но и обращается также вокруг Солнца по эллиптической орбите. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за один год. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66°33′. Положение оси в пространстве при движении Земли вокруг Солнца все время остается почти неизменным. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, в результате чего на Земле происходит смена времен года.
При наблюдении неба можно заметить, что звезды на протяжении многих лет неизменно сохраняют свое взаимное расположение.
Звезды “неподвижны” лишь потому, что находятся очень далеко от нас. Расстояние до них так велико, что с любой точки земной орбиты они видны одинаково.
А вот тела же солнечной системы — Солнце, Луна и планеты, которые находятся сравнительно недалеко от Земли, и смену их положений мы можем легко заметить. Таким образом, Солнце наравне со всеми светилами участвует в суточном движении и одновременно имеет собственное видимое движение (оно называется годовым движением), обусловленное движением Земли вокруг Солнца.
Представьте себе картину — Луна взяла и исчезла с орбиты Земли. Чем нам может грозить такой поворот событий? Подробнее об этом
Видимое годовое движение Солнца на небесной сфере
Наиболее просто годовое движение Солнца можно объяснить по рисунку приведенному ниже. Из этого рисунка видно, что в зависимости от положения Земли на орбите наблюдатель с Земли будет видеть Солнце на фоне разных созвездий. Ему будет казаться, что оно все время перемещается по небесной сфере. Это движение является отражением обращения Земли вокруг Солнца. За год Солнце сделает полный оборот.
Что представляет собой эклиптика
Большой круг на небесной сфере, по которому происходит видимое годовое движение Солнца, называется эклиптикой. Эклиптика — слово греческое и в переводе означает затмение. Этот круг назвали так потому, что затмения Солнца и Луны происходят только тогда, когда оба светила находятся на этом круге.
Следует отметить, что плоскость эклиптики совпадает с плоскостью орбиты Земли.
Видимое годовое движение Солнца по эклиптике происходит в том же направлении, в котором Земля движется по орбите вокруг Солнца, т. е. оно перемещается к востоку. В течение года Солнце последовательно проходит по эклиптике 12 созвездий, которые образуют пояс Зодиака и называются зодиакальными.
Пояс Зодиака образуют следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог и Водолей. Вследствие того, что плоскость земного экватора наклонена к плоскости орбиты Земли на 23°27 ‘ , плоскость небесного экватора также наклонена к плоскости эклиптики на угол е=23°27′.
Наклон эклиптики к экватору не сохраняется постоянным (вследствие воздействия на Землю сил притяжения Солнца и Луны), поэтому в 1896 г. при утверждении астрономических постоянных решено было наклон эклиптики к экватору считать усредненно равным 23°27’8″,26.
Небесный экватор и плоскость эклиптики
Эклиптика пересекается с небесным экватором в двух точках, которые называются точками весеннего и осеннего равноденствий. Точку весеннего равноденствия принято обозначать знаком созвездия Овен Т, а точку осеннего равноденствия — знаком созвездия Весов —. Солнце в этих точках соответственно бывает 21 марта и 23 сентября. В эти дни на Земле день равен ночи, Солнце точно восходит в точке востока и заходит в точке запада.
Точки весеннего и осеннего равноденствия – места пересечения экватора и плоскости эклиптики
Точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствий на 90°, называются точками солнцестояний. Точка Е на эклиптике, в которой Солнце занимает самое высокое положение относительно небесного экватора, называется точкой летнего солнцестояния, а точка Е’, в которой оно занимает самое низкое положение, называется точкой зимнего солнцестояния.
В точке летнего солнцестояния Солнце бывает 22 июня, а в точке зимнего солнцестояния — 22 декабря. В течение нескольких дней, близких к датам солнцестояний, полуденная высота Солнца остается почти неизменной, в связи с чем эти точки и получили такое название. Когда Солнце находится в точке летнего солнцестояния день в Северном полушарии самый длинный, а ночь самая короткая, а когда оно находится в точке зимнего солнцестояния — наоборот.
В день летнего солнцестояния точки восхода и захода Солнца максимально удалены к северу от точек востока и запада на горизонте, а в день зимнего солнцестояния они имеют наибольшее удаление к югу.
Движение Солнца по эклиптике приводит к непрерывному изменению его экваториальных координат, ежедневному изменению полуденной высоты и перемещению по горизонту точек восхода и захода.
Известно, что склонение Солнца отсчитывается от плоскости небесного экватора, а прямое восхождение — от точки весеннего равноденствия. Поэтому когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия, его склонение и прямое восхождение равны нулю. В течение года склонение Солнца в настоящий период изменяется от +23°26′ до —23°26′, переходя два раза в год через нуль, а прямое восхождение от 0 до 360°.
Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов? Давайте разберемся! Подробнее об этом
Экваториальные координаты Солнца в течение года
Экваториальные координаты Солнца в течение года изменяются неравномерно. Происходит это вследствие неравномерности движения Солнца по эклиптике и движения Солнца по эклиптике и наклона эклиптики к экватору. Половину своего видимого годового пути Солнце проходит за 186 суток с 21 марта по 23 сентября, а вторую половину за 179 суток с 23 сентября по 21 марта.
Неравномерность движения Солнца по эклиптике связана с тем, что Земля на протяжении всего периода обращения вокруг Солнца движется по орбите не с одинаковой скоростью. Солнце находится в одном из фокусов эллиптической орбиты Земли.
движение Земли по орбите
Из второго закона Кеплера известно, что линия, соединяющая Солнце и планету, за равные промежутки времени описывает равные площади. Согласно этому закону Земля, находясь ближе всего к Солнцу, т. е. в перигелии, движется быстрее, а находясь дальше всего от Солнца, т. е. в афелии — медленнее.
Ближе к Солнцу Земля бывает зимой, а летом — дальше. Поэтому в зимние дни она движется по орбите быстрее, чем в летние. Вследствие этого суточное изменение прямого восхождения Солнца в день зимнего солнцестояния равно 1°07′, тогда как в день летнего солнцестояния оно равно только 1°02′.
Различие скоростей движения Земли в каждой точке орбиты вызывает неравномерность изменения не только прямого восхождения, но и склонения Солнца. Однако за счет наклона эклиптики к экватору его изменение имеет другой характер. Наиболее быстро склонение Солнца изменяется вблизи точек равноденствия, а у точек солнцестояния оно почти не изменяется.
Знание характера изменения экваториальных координат Солнца позволяет производить приближенный расчет прямого восхождения и склонения Солнца.
Для выполнения такого расчета берут ближайшую дату с известными экваториальными координатами Солнца. Затем учитывают, что прямое восхождение Солнца за сутки изменяется в среднем на 1°, а склонение Солнца в течение месяца до и после прохождения точек равноденствия изменяется на 0,4° в сутки; в течение месяца перед солнцестояниями и после них — на 0,1° в сутки, а в течение промежуточных месяцев между указанными — на 0,3°.
Источник
«Солнце в зените» — что значит это выражение? Как понять, что солнце находится в зените
Часто можно услышать выражение «солнце в зените». Что это значит? Где, в какой точке небосвода можно увидеть светило в этот момент, и как такая позиция отличается от других его положений и состояний? В какое время суток или года это происходит? И, если солнце в зените — что это значит для жителей планеты Земля?
Основные сведения о Солнце
Солнце — это ближайшая звезда к планете Земля, центральное небесное тело одноименной системы, имеющее форму шара и состоящее из раскаленных газов с температурой поверхности приближенной к 5505°C, а в центральной части разогретое до 13,5 миллионов градусов.
В диаметре Солнце почти в 110 раз больше планеты Земля — 1 392 000 километров.
Вокруг Солнца имеется атмосфера, состоящая из трех слоев — фотосферы, хромосферы и солнечной короны. Все излучение, которое люди могут воспринять с помощью зрения, относится к первому слою. Во время полного солнечного затмения можно наблюдать солнечную корону, которая в диаметре в разы превосходит свой источник.
Масса Солнца превышает земную в 333 тысячи раз, но его объем еще больше — в 1 миллион 304 тысячи раз, что значит меньшую плотность состава звезды.
Энергия, получаемая нашей планетой от Солнца, составляет лишь малую часть всей, излучаемой звездой, но она многократно превышает всю, вырабатываемую на Земле искусственно.
Оборот солнца вокруг своей оси происходит за 25,4 привычных нам двадцатичетырехчасовых суток.
Примерное расстояние от нашей планеты до Солнца — 149,5 миллионов километров, но эти величины так огромны с точки зрения преодоления, что меряются не линейными единицами, а временными с позиции движения света. Солнечный свет достигает Земли за 8 минут и 18 секунд (скорость его перемещения равна 300 000 километрам в секунду).
Вся Солнечная система постоянно смещается в космическом пространстве по направлению к созвездию Лиры. Скорость этого движения равна 20 километрам в секунду.
Что такое зенит?
Зенитом называют наивысшую точку на небосводе, то есть, когда говорят о том, что солнце в зените — это значит, что светило расположено прямо по вертикали над головой наблюдающего. Солнечные лучи в таком случае падают перпендикулярно к поверхности земли — под прямым углом. Так что, если предметы не отбрасывают тени — это значит, что солнце в зените.
Однако данное определение в разговорной речи применяется в отношении положения солнца, которое только условно можно назвать зенитом. Благодаря особенностям небесных тел и их положения в космическом пространстве относительно друг друга, падать под углом, равным 90°, лучи Солнца будут далеко не на каждую часть Земли.
Точка, находящаяся на этой же отвесной прямой, что и зенит, но в противоположном ее направлении — ниже линии горизонта, называется надиром.
Движение солнечного зенита в течение года
Так как происходит постоянное перемещение небесных тел относительно друг друга и собственной оси каждого, зенит солнца на протяжении всего земного года все время сдвигается в направлении от тропика к тропику со скоростью округленно равной 1° за четверо суток (точнее — 3,8), что в пересчете на неделю составит 2°. Это значит, что определить, как солнце в зените будет смещаться в отношении земли, очень просто.
Имея для отправной точки знания о днях солнцестояния, можно приблизительно посчитать широту, на которой солнце будет достигать своего зенита для любой даты.
Дважды в год Солнце находится в зените над экватором — 21 марта и 23 сентября в те календарные дни, когда света и тьмы в сутках поровну — это осеннее и весеннее равноденствие. Значит в расчетах широты нахождения солнца в зените это те исходные числа, которые можно брать за основу.
Например: рассчитывая широту, на которой будет солнце в российский День космонавтики — 12 апреля, необходимо определить количество суток, прошедших с ближайшей опорной даты (это будет весеннее равноденствие 21 марта). Между отправной точкой во времени и расчетной 22 календарных дня. Если смещение светила на 1° происходит за 3,8, суток, то за 22 его нахождение изменится на 22 : 3,8 = 5,7°. Так как в данном случае нет необходимости в точных вычислениях, можно округлить полученное значение до 6° — именно так изменится угол Солнца по отношению к Земле в направлении его движения к северу от экватора.
Где на нашей планете можно увидеть солнце в зените
Для удобства определения точек и положений объектов в масштабе планеты, вся Земля разделена по горизонтали и вертикали условными линиями — опоясывающие называются параллелями, и экватор, находящийся посередине, является самой длинной из них. Говоря о положении какой-то точки на планете с помощью параллелей, используют термин «широта».
Вертикальные линии — меридианы, соответствуют долготе. Все числовые значения широты и долготы обозначаются в градусах.
Благодаря форме Земли и наклону ее оси к Солнцу на 23°, положение светила относительно нашей планеты, которое определяется как зенит, возможно далеко не для каждой ее точки. Для большинства жителей это явление недоступно.
Падение солнечных лучей под прямым углом происходит только на экваторе и в пределах тропиков — между параллелями выше и ниже (южнее и севернее) линии экватора.
Северный (названный в честь созвездия Рака) и Южный (именуемый в честь Козерога) тропики условно ограничивают ту часть планеты, над которой в полдень возможно положение солнца в зените.
В день летнего солнцестояния — 22 июня, солнце в зените будет над параллелью, именуемой Северным тропиком, а в день зимнего солнцестояния, 21 декабря — над Южным. На всех широтах, расположенных между ними, положение солнца в зените можно наблюдать дважды в году.
Как солнце в наивысшей точке небосвода вдохновляет поэтов
Небесные светила, оба — и царствующее днем, и главенствующее ночью — вдохновляют людей искусства на написание картин, музыки, литературных произведений разных форм.
Среди них и молодая московская поэтесса, лауреат Пушкинского молодежного фестиваля «С веком наравне» Кира Тихонова (в девичестве Данилянц).
Солнце в зените, пальто в снегу.
Вверх по улице волоку
Санки, тяжелые, как чугун,
И под общий хохот и визг
Я, разгоняясь, слетаю вниз,
В кучу барахтающихся лиц,
Огненных от мороза.
Снега как в тундре, праздник детей!
Мы настроили крепостей,
Мы на улице целый день,
В мокрой насквозь одежде.
Мы затеяли снежный бой.
Мы в темноте приходим домой,
Разгоряченные, как из парной,
Хоть выжимай и вешай!
Солнце в зените, шорты в пыли.
В куче хохочущей ребятни
Красный, с ржавчиной на руле
Старый велик несется.
Колени в зеленке, сбиты опять.
Солнце как в тропиках — тридцать пять!
Рады гоняться и догонять
Под этим палящим солнцем.
Нету айпада, планшета нет,
До первых компьютеров — десять лет.
Детство, радостное, как свет,
Помнится через дымку.
Солнце в зените. Комбинезон.
Мой старший ребенок с хмурым лицом
Снег брезгливо пинает носком
И начинающий автор родом из подмосковного города Мытищи Виктория Викольская.
Обожаю те ясные дни,
Когда солнце приходит в зенит.
И утром приходит в зенит,
И под вечер приходит в зенит
А вовсе не только в полудень.
Даже если на улице студень,
Даже если холодно людям,
Прогуляться солнце манит
Потому что приходит в зенит!
Озаряют лучи мир с утра —
Это очень даже обычно.
Но чего-то все ж необычно.
И что же тут необычно?
Так сегодня, так было вчера.
Да само то здесь столь необычно:
Что солнцу, ему безразлично,
Какая в мире пора.
Пусть любая в мире пора —
Озаряют лучи мир с утра.
Обожаю те ясные дни,
Когда солнце приходит в зенит.
Что же значит — приходит в зенит?
Это значит — на небе ни тучи,
И утром на небе ни тучи,
И под вечер на небе ни тучи.
Блеснувший на стеклышке лучик.
На древесном листике лучик.
Иль высокие мощные кручи
Озаряет тот солнечный лучик.
Даже если хмурятся тучи —
Если есть хоть один этот лучик,
То значит — не пасмурны дни.
А если не пасмурны дни,
Как бы ни был неярок тот лучик,
Он сильнее, чем хмурые тучи!
Потому что пробился сквозь тучи,
Подаренный солнцем могучим.
Если лучик пробился сквозь тучи,-
То, значит, не пасмурны дни,
Если есть хоть один этот лучик,-
Значит солнце приходит в зенит!
Пусть это не совсем верно с точки зрения науки, зато тепло и действительно солнечно.
Солнце в зените как символ
В каждом учении, опирающемся на символизм, солнцу отведено особое место. В отношении светила как знака, имеющего влияние на расшифровку сновидений, можно встретить различные трактовки в разных сборниках.
Если приснилось солнце в зените — что это значит, и как понять такое видение? Вот несколько значений сна:
- удовлетворенное честолюбие и исчерпанные (в других вариантах — безграничные) возможности сновидца;
- удачный выбор поклонников и успешное осуществление тщательно подготовленного плана личного процветания;
- счастье и вознагражденные обоснованные амбиции;
- продвижение по карьерной лестнице;
- удача во всем.
Можно сказать, что солнце способно радовать людей, согревать и дарить им свое покровительство не только днем, во время бодрствования, но и ночью, даже во сне. Не обязательно верить в тонкие связи между событиями и явлениями, пограничные научным знаниям, чтобы сбывались добрые предсказания — достаточно просто не сомневаться в хорошем и светлом предстоящем.
Источник